[發明專利]制備銀納米線透明電極的選擇性去除不均勻短線的方法

有效

• 申請號: 201710363194.5
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107199114B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 林鐵松;何鵬;黃釗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B03B5/44
• 分類號: B03B5/44;B22F1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張金珠

本發明公開了一種用于制備銀納米線透明電極的選擇性去除不均勻短線的方法，屬于柔性透明電極的技術領域。本發明方法：將銀納米線分散液滴涂在基底上，常溫下靜置至銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮，使用溶劑清洗基底；然后常溫下自然干燥，即完成選擇性去除部分很短的銀納米線的操作。本發明利用銀納米線分散液中短線和長線向基底沉積的速率不同而選擇性地分離短線，大幅度地降低了對導電性幾乎無貢獻的0?10μm短線的比例，可以提高銀納米線透明電極的光電性能。此外，本發明具有操作簡單，無需復雜設備，耗時短，試劑消耗少，成本低的優勢。

技術領域

本發明屬于柔性透明電極的技術領域；具體涉及一種用于制備銀納米線透明電極的選擇性去除不均勻短線的方法，本發明方法提高銀納米線透明電極的光電性能。

背景技術

柔性電子器件是當前學術界和產業界的重點研究領域之一，導電性納米材料和柔性基底構成的柔性透明電極是眾多新型柔性電子器件的基礎。銀納米線因其優異的導電性、良好的柔韌性和優良的可靠性成為制備柔性透明電極最具前景的材料之一。

多元醇法因其產量高、成本低、產物可控等優勢而成為目前合成銀納米線最主流的方法。盡管這種方法可以通過調整各反應物的濃度和比例以及溫度等條件來實現納米線尺寸的調控，但溶液中反應的特點使各納米線的形核和生長不可能完全同步進行，決定了產物尺寸不可能完全均一，必然仍含有部分顆粒和短線。由于長度很小的納米線不能或者只有一小部分可以相互接觸而形成導電網絡，因此對銀納米線透明電極的導電性沒有或者只有很小的貢獻，而這部分短線的存在卻必然降低透明電極的透過率。因此，選擇性去除這部分短線，可以增大銀納米線的平均長度，可以預期，銀納米線透明電極的光電性能將得到提高。

多次離心清洗是處理銀納米線母液的常用方法，但這種方法對分離和去除短線基本不起作用。抽濾法可以去除產物中的顆粒和部分短線，但濾孔易被納米線堵塞，因此隨著時間的延長，分離效率會大幅下降。專利201510472685.4公開了一種通過水力旋流器分離銀納米線的方法，該方法用于將銀納米線從母液中分離出來。從原理上來說，該方法可以較好地分離產物中的納米顆粒，但沒有證據表明該方法可以有效分離產物中的短線。

發明內容

本發明針對現有方法無法分離納米線中的短線或效率很低的缺點，提供一種用于制備銀納米線透明電極的選擇性去除不均勻短線的方法，本發明方法利用銀納米線分散液滴涂過程中長線較快吸附在基底上，而短線懸浮在分散液中較慢沉降的特點達到分離短線的目的，簡單高效，成本低廉，無需復雜設備。

為解決上述技術問題，本發明一種用于制備銀納米線透明電極的選擇性去除不均勻短線的方法是由下述步驟完成的：

將銀納米線分散液滴涂在基底上，常溫下靜置至銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮，使用溶劑清洗基底；然后常溫下自然干燥，即完成選擇性去除部分很短的銀納米線的操作。

進一步限定，所述銀納米線分散液是將采用多元醇法制備的銀納米線母液經過提純后分散得到的，分散劑是無水乙醇或水。

清洗用溶劑為無水乙醇或水，可與分散劑相同也可以不相同。

清洗的方法為浸沒溶劑中，或者沖洗。

所述的基底可以是柔性或非柔性基底，可以是透明、半透明或非透明基底，還可以是柔性且透明基底，如硅基底。

本發明的銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮(尚未完全揮發之前)，即已經被分散液潤濕的表面尚未因分散液的揮發而露出，具體等待時間因分散液中所用溶劑的揮發速度不同而不同，對于無水乙醇和水分別為幾十秒和幾十分鐘；分散劑采用無水乙醇一般靜置20-25s；分散劑采用水，一般靜置30-60分鐘，使用溶劑清洗基底，使未揮發的分散液被溶劑稀釋而洗去。

本發明被部分去除的短線的長度小于或等于10μm。